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Caracterización física y biogeoquímica de los filamentos en el Golfo de México
Physical and biogeochemical characterization of filaments in the Gulf of Mexico
Ingrid Alejandra González Colorado
Enric Pallas Sanz
MIGUEL JOSE COSTA DE ALMEIDA TENREIRO
Acceso Abierto
Atribución
Filamentos, Remolinos de mesoescala, Imágenes satelitales, gliders, transporte de clorfila-a
Filaments, Mesoscale eddies, Satellite images, gliders, chlorophyll-a transport
Los filamentos oceánicos son estructuras de mesoescala que transportan agua costera hacia el océano abierto, desempeñando un papel relevante en el ciclo de nutrientes y carbono. En esta tesis se caracterizó la variabilidad espacial, estacional y vertical de filamentos en el Golfo de México mediante la combinación de datos satelitales (2002–2022) de clorofila-a, altura dinámica absoluta y temperatura superficial del mar, junto con observaciones in situ de planeadores submarinos (gliders). El análisis satelital permitió identificar zonas recurrentes con gradientes horizontales intensos de Chla en la periferia de la corriente del Lazo, el oeste del golfo, la bahía de Campeche y frente al río Mississippi. Estas estructuras persistentes coinciden con configuraciones mesoescalares que favorecen la exportación de agua costera, como la interacción entre remolinos ciclónicos y anticiclónicos. Se observó que los filamentos más intensos ocurrieron en verano frente al Mississippi (tras las máximas descargas fluviales), en primavera en el oeste del golfo, y en verano-otoño en Campeche. Las observaciones verticales de los gliders permitieron caracterizar cuatro filamentos con propiedades termohalinas distintas. Se observaron aguas más cálidas, menos salinas y densas en la superficie (~35 metros de profundidad), reflejo de su origen continental. Además, los filamentos presentaron concentraciones elevadas de Chla, oxígeno disuelto y backscatter, indicando alta biomasa y abundancia de partículas en suspensión. La presencia de CDOM fue también relevante, como señal de materia orgánica disuelta. Los diagramas T-S confirmaron diferencias entre misiones atribuibles a variaciones estacionales y a la localización del muestreo. Finalmente, se estimó el transporte de Chla usando la componente transversal de la velocidad geostrófica promedio en cada sección de filamento, con valores de hasta 83.3 ton/día. Este estudio destaca la importancia de la dinámica superficial y los remolinos en la formación de filamentos, y subraya su rol en la redistribución de biomasa desde la plataforma continental hacia el océano profundo en el Golfo de México.
Oceanic filaments are mesoscale structures that transport coastal water offshore, playing a significant role in nutrient and carbon cycling. This thesis characterized the spatial, seasonal, and vertical variability of filaments in the Gulf of Mexico by combining satellite data (2002–2022) of chlorophyll-a, absolute dynamic topography, and sea surface temperature, with in situ observations from autonomous underwater gliders. Satellite analysis revealed recurrent zones with intense horizontal Chla gradients along the Loop Current periphery, the western Gulf, the Bay of Campeche, and off the Mississippi River. These persistent structures coincide with mesoscale circulation features that promote coastal water export, such as the interaction between cyclonic and anticyclonic eddies. The most intense filaments were observed in summer off the Mississippi (following peak river discharge), in spring in the western Gulf, and in late summer–autumn in Campeche. Vertical glider observations characterized four filaments with distinct thermohaline properties. Surface waters (~35 m deep) were warmer, less saline, and less dense, reflecting their continental origin. Filaments exhibited elevated concentrations of Chla, dissolved oxygen, and backscatter, indicating high biomass and particle abundance. The presence of CDOM also suggested dissolved organic matter content. T-S diagrams confirmed mission-specific differences attributable to seasonal variations and sampling location. Finally, Chla transport was estimated using the cross-sectional component of the average geostrophic velocity across each filament, with values up to 83.3 tons/day. This study highlights the importance of surface circulation and mesoscale eddies in filament formation and underscores their role in redistributing biomass from the continental shelf to the deep ocean in the Gulf of Mexico.
CICESE
2025
Tesis de maestría
Español
González Colorado, I.A. 2025. Caracterización física y biogeoquímica de los filamentos en el golfo de México. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 76 pp.
OCEANOGRAFÍA
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